重庆市渝东九校联盟2024-2025学年高二下学期期中真题联合诊断性测试物理试卷（解析版）

这是一份重庆市渝东九校联盟2024-2025学年高二下学期期中真题联合诊断性测试物理试卷（解析版），共15页。试卷主要包含了 下列说法正确的是， 小秀同学将一条形磁铁等内容，欢迎下载使用。
考试时间：75分钟 总分：100分 预测难度系数：0.4
注意事项：
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，并认真核对条形码上的姓名、准考证号、座位号及科类名称。
2．请将准考证条形码粘贴在右侧的[考生条形码粘贴处]的方框内。
3．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须用0.5毫米黑色字迹的签字笔填写，字体工整、笔迹清楚。
4．请按题号顺序在各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在草稿纸、试题卷上答题无效。
5．保持答题卡面清洁，不要折叠、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、刮纸刀。
第I卷（选择题 共43分）
一、选择题（本题10小题，共43分。1-7题只有一项是符合题目要求的，每小题4分，8-10题有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 电磁炉工作时，变化的磁场使面板上方的铁锅底部产生涡流，铁锅迅速发热，从而达到加热食物的目的
B. 显像管电视机的成像原理是电磁驱动
C. 磁电式电流表的工作原理是电磁感应
D. 质谱仪各区域的电场、磁场恒定时，打在底片同一位置的粒子比荷可以不相同
【答案】A
【解析】A．电磁炉是利用电磁感应加热原理制成的电器烹饪器具，使用时，加热线圈中通入交变电流，线圈周围便产生一交变磁场，交变磁场的磁感线大部分通过铁锅锅底，在锅底中产生大量的涡流，从而产生烹饪所需的热，所以电磁炉发热部分需要用铁锅产生涡流来加热，故A正确。
B．显像管电视机的成像原理是电子束磁偏转原理，故B错误；
C．磁电式电表的工作原理是通电线圈在磁场中受到安培力的作用发生偏转，故C错误；
D．在加速电场有
在速度选择器中有
在偏转磁场中有
解得
可知，不改变质谱仪各区域的电场、磁场时，击中照相底片同一位置的粒子比荷相同，故D错误。
故选A。
2. 如图所示，半圆形导线通以恒定电流，放置在匀强磁场中、已知磁感应强度大小为，导线长为，直径与磁场方向夹角为。该导线受到的安培力大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】该导线受到的安培力，故选C。
3. 如图所示，L是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，和是两个规格相同的灯泡，若将开关S闭合，等电路稳定后，再断开开关S，则下列说法正确的是（ ）
A. 开关S闭合瞬间，先亮，后亮
B. 电路稳定后，两个灯泡一样亮
C. 开关S断开瞬间，突然变亮一下后逐渐熄灭
D. 开关S断开瞬间，灯泡左端电势比右端高
【答案】C
【解析】A．开关闭合瞬间，和一起亮，选项A错误；
B．因线圈的直流电阻可忽略不计，可知电路稳定后，A被短路，则A熄灭，B变得更亮，选项B错误；
CD．开关断开瞬间，B立即熄灭，而线圈L产生自感电动势阻碍电流减小，L相当电源在A中重新形成回路，则突然变亮一下后逐渐熄灭，该过程通过A电流从右向左，可知灯泡左端电势比右端低，选项C正确，D错误。
4. 圆盘发电机的示意图如图所示，铜盘安装在水平的铜轴上，它的盘面恰好与匀强磁场垂直，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘的半径为，匀强磁场的磁感应强度为，回路的总电阻为，当铜盘以恒定的角速度沿顺时针方向匀速转动时，回路中的感应电流为（ ）
A. 0B. C. D.
【答案】C
【解析】当铜盘以恒定的角速度沿顺时针方向匀速转动时，闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，会产生感应电流，回路中的感应电动势
则回路中的感应电流为，故选C。
5. 环保监测常用到电磁流量计，相关部门为了测量某管道污水的排放量，常在充满污水的排污管末端安装一个电磁流量计，其结构如图甲所示。流量计的测量原理如图乙所示，污水中有带正、负电的粒子，在非磁性材料做成的圆管道内有磁感应强度大小为的匀强磁场区域，已知管道直径为，某时刻管道中的污水流过此磁场区域时，测出管壁上下、两点的电势差，就可计算出管中污水的流量，单位时间内流过管道横截面的液体体积为流量，下列说法正确的是（ ）
A. 管壁上点电势低于点
B. 两点间的电场强度为
C. 该排污管内污水的速度约为
D. 管中导电液体的流量约为
【答案】C
【解析】A．由左手定则可知，正离子向下偏转集聚下壁，负离子向上偏转集聚上壁，可知管壁上点电势低于高，选项A错误；
B．两点间的电场强度为
选项B错误；
C．根据
可得该排污管内污水的速度约为
选项C正确；
D．管中导电液体的流量约为
选项D错误。
故选C。
6. 如图所示为回旋加速器工作原理示意图：置于高真空中的形金属盒半径为，两金属盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略。磁感应强度为的匀强磁场与盒面垂直，加速电压为。若型盒圆心处粒子源产生的粒子质量为、电荷量为、初速度为零，粒子在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响，则下列说法正确的是（ ）
A. 粒子被加速后最大速度
B. 交变电源的周期等于
C. 若只减小形盒的半径，则粒子离开加速器的时间变短
D. 粒子第3次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为
【答案】C
【解析】A．粒子被加速后，当半径达到形金属盒半径速度最大，则
解得
故A错误；
B．粒子在磁场中做圆周运动的周期为
所以交变电源的周期等于粒子在磁场中做圆周运动的周期，即为
故B错误；
C．若只减小D形盒的半径，则粒子出离D型盒时的速度变小，则加速次数减少，则离开加速器的时间变短，故C正确；
D．粒子第3次和第1次经过两D形盒间狭缝后，根据，
可得
根据公式
可得
所以粒子第3次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为
故D错误。
故选C。
7. 如图所示，导体棒沿两平行金属导轨从图中位置以速度向右匀速运动，为边长为的正方形，内部有一个边长为的正方形它的内部无磁场，为正方形的对角线垂直于导轨且平行于导体棒，匀强磁场区域如图所示，右侧的磁感应强度是左侧的2倍且方向相反，导轨和导体棒的电阻均不计，规定电流从经到为正，安培力向左为正，下列关于导体棒中感应电流和所受安培力随时间变化的图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】导体棒匀速向右运动，在到达中间无磁场区域之前，导体棒切割磁感线的有效长度均匀增加，则感应电流均匀增大，方向为从E到F（正向），根据
可知，安培力均匀增加，方向向左（正向）；导体棒从开始进入中间无磁场区域后，切割磁感线有效长度不变，则感应电流不变；安培力不变；导体棒从AC位置向右运动到出离中间无磁场区域时，切割磁感线的有效长度不变，但由于磁场反向，可知感应电流反向（负向），根据E=BLv，因磁感应强度加倍，则电动势加倍，电流大小加倍；此过程中安培力方向仍向左（正向），根据F=BIL可知，安培力大小变为原来的4倍；导体棒从出离中间无磁场区域到D点过程中，切割磁感线有效长度均匀减小，感应电动势和感应电流都是均匀减小，方向为负向，直到减为零，安培力向左均匀减到零。由以上分析可知，只有图像A正确，其它均错误。
故选A。
8. 小秀同学将一条形磁铁（N极向下）从某一位置缓慢地插到闭合固定线圈中的正中间，第二次将同一磁铁（N极向下）从同一位置迅速地插到该线圈的正中间，对比两个过程，下列相同的有（ ）
A. 磁通量的变化量
B. 磁通量的变化率
C. 感应电流的方向
D. 感应电流的大小
【答案】AC
【解析】A．根据题意可知，前后两次磁铁始末位置相同，可知，穿过线圈的磁通量的变化量相同，故A正确；
B．第一次缓慢插入，第二次迅速插入，第二次经历的时间短一些，结合上述，穿过线圈的磁通量的变化量相同，则第二次磁通量的变化率大一些，故B错误；
C．由于N极向下，则线圈所在位置的磁感应强度方向向下，磁体从上往下插到线圈的正中间，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律，从上往下看，前后两次感应电流方向均为逆时针，故C正确；
D．结合上述，第二次磁通量的变化率大一些，则第二次线圈的感应电动势大一些，即第二次线圈的感应电流大一些，故D错误。
故选AC。
9. 如图所示，圆形区域内存在垂直于纸面的匀强磁场，一个质量为、电荷量为的带负电粒子从点以速度沿平行于直径的方向射入磁场，粒子经过圆心，最后离开磁场。已知圆形区域半径为，与间的夹角为，不计粒子重力。则下列说法正确的有（ ）
A. 圆形区域内磁场方向垂直于纸面向里
B. 磁感应强度大小为
C. 粒子离开磁场时到点的距离为
D. 粒子在磁场中运动的路程为
【答案】AB
【解析】A．根据题意由安培左手定则可判断圆形区域内磁场方向垂直于纸面向里，A正确；
B．画出粒子的运动轨迹，如图所示
由于圆形区域半径为，则P点到CD的距离为，设粒子做圆周运动的半径为，根据几何关系有
粒子做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
B正确；
C．根据上述分析可知，粒子在磁场中运动轨迹为半个圆周，则粒子离开磁场时到点的距离为圆周的直径
C错误；
D．根据上述分析可知，粒子在磁场中运动的轨迹为半个圆周，则
D错误。
故选AB。
10. 如图所示，导体棒、水平放置于足够长的光滑平行金属导轨上，导轨左右两部分的间距分别为、，导体棒、的质量分别为、，电阻均为，导轨电阻均忽略不计。导体棒、均处于方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中，、两导体棒均以的初速度同时水平向右运动，两导体棒在运动过程中始终与导轨垂直且保持良好接触，导体棒始终在窄轨上运动，导体棒始终在宽轨上运动，直到两导体棒达到稳定状态。则下列说法正确的有（ ）
A. 导体棒刚开始运动时的感应电流的大小为
B. 稳定时导体棒的速度为
C. 稳定时导体棒的速度为
D. 电路中产生的焦耳热为
【答案】ACD
【解析】A．两导体棒刚开始运动时，感应电动势为
根据欧姆定律得
故A正确；
BC．分析可知最终稳定时感应电动势为零，即
解得
根据动量定理，对导体棒可得
对导体棒可得
联立解得，
故B错误，C正确；
D．根据能量守恒，有
解得电路中产生的焦耳热
故D正确。
故选ACD。
第II卷（非选择题 共57分）
二、实验题（本题2个小题，共15分。第11题6分，第12题9分）
11. G为零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图①中所示，即电流从电流表G的左接线柱进时，指针也从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图②中的条形磁铁的运动方向是向________（选填“上”或“下”）；图③中电流表指针应向________（选填“左”或“右”）偏转；图④中的条形磁铁下端为________极（选填“N”或“S”）。
【答案】下 左 N
【解析】[1]图②中的电流计指针左偏，可知感应电流是从左侧流入的，感应电流的磁场向下，原磁场向上，可知条形磁铁的运动方向是向下；
[2]图③中穿过线圈的磁通量向下减小，根据楞次定律可知，线圈中产生的感应电流从左侧流入电表，可知电流表指针应向左偏转；
[3]图④中的电流表指针向右偏转，可知感应电流从右侧流入电表，感应电流的磁场向上，磁铁插入，则穿过线圈的磁通量向下增加的，可知条形磁铁下端为N极。
12. 在测量一节干电池的电动势和内阻实验中，提供如下器材：电流表（量程），电压表（量程），滑动变阻器，开关、导线若干。
（1）此电压表是由量程为，内阻为的表头改装而成，改装时所用的串联电阻的阻值为________。
（2）用图甲所示电路进行实验得到图乙中线①，则干电池的电动势________（结果保留3位有效数字），内阻________（结果保留2位有效数字）。
（3）现有一小灯泡伏安特性曲线如图乙中线②，将其与上述干电池组成串联电路时，干电池的输出功率________（结果保留3位有效数字）。
【答案】（1）1400 （2）1.48 0.80 （3）0.264
【解析】（1）将量程为，内阻为的表头改装而成量程为3V的电压表，则
（2）[1]由电路图可看出电动势
[2]忽略电流表内阻，则电源内阻为图像的斜率大小，即
（3）将上述干电池与一个小灯泡组成串联电路时，小灯泡的实际功率等于干电池的输出功率，大小等于小灯泡伏安特性曲线与电源伏安特性曲线的交点电压、电流的乘积，即
三、计算题（本题3个小题，共42分。13题12分，14题12分，15题18分，要求写出必要的文字说明和步骤。）
13. 如图甲所示，一个200匝的圆形线圈，面积，电阻，在线圈外接一个电阻为的电阻。整个线圈处于垂直线圈平面指向纸内的匀强磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，求：
（1）内，整个线圈中产生的感应电动势；
（2）内，、两点间的电势差；
（3）内，通过的电荷量。
【答案】（1）4V （2）2.4V （3）
【解析】（1）根据法律的电磁感应定律有
根据图乙可知
解得
（2）根据闭合电路欧姆定律有
根据楞次定律可知，感应电流方向为逆时针方向，则
即有
根据欧姆定律有
解得
（3）根据电流的定义式有
结合上述解得
14. 如图所示，和是电阻不计的平行金属导轨，其间距为，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑连接，右端接一个阻值为的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为、方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。质量为、接入电路的电阻为的金属棒从高度为处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为，金属棒与导轨垂直且接触良好，重力加速度为。求：
（1）金属棒进入磁场的瞬间，金属棒产生的感应电动势大小；
（2）金属棒在磁场运动过程中，金属棒产生的焦耳热。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）金属棒沿弯曲部分下滑过程中，机械能守恒，由机械能守恒定律得
导体棒切割磁感线产生的电动势
解得
（2）金属棒运动全过程，由能量守恒有
其中
故金属棒产生的焦耳热
联立解得
15. 如图所示，在平面直角坐标系内，轴上方有沿轴正方向的匀强电场，轴下方有垂直坐标系平面向外的匀强磁场以及沿轴负方向的匀强电场。一质量为、电荷量大小为的带负电小球，从图中坐标原点处以与轴负方向成角的速度沿坐标平面射入匀强磁场中，在匀强磁场中做匀速圆周运动，经磁场到达A点，再经轴上方的匀强电场恰好从点回到磁场。（重力加速度）求：
（1）轴下方匀强电场的电场强度大小和磁感应强度大小；
（2）轴上方匀强电场的电场强度大小；
（3）带电粒子从点出发到第次回到点所用的时间。
【答案】（1）， （2） （3）
【解析】（1）带负电粒子的轨迹如图所示
小球做匀速圆周运动
解得
根据几何关系可知，带电粒子在磁场中做圆周运动的半径
洛伦兹力提供向心力
解得
（2）带电粒子刚要进入电场时，速度与水平方向夹角为
其沿轴方向的速度
沿轴方向的速度
粒子沿轴负方向做匀速直线运动
粒子在电场中的运动时间
沿轴方向上先做匀减速直线运动后做匀加速直线运动
解得
（3）由几何关系可知带电粒子在磁场中运动的圆心角
带电粒子在磁场中运动的周期
时间
从点出发到下一次回到点的时间
则从点出发到第次回到点的时间